(57)【要約】【課題】  反射光の影響を防ぎながら、発光チップの小型化を図る発光装置を得る。【解決手段】  ＬＥＤアレイチップ２６ではＬＥＤ２８が発光し、この光がロッドレンズアレイ３０を介して感光体１６に結像される。ＬＥＤ２８からの光は、その一部がボンディングワイヤ３４に当るが、ボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａ）に対する傾斜角度Ａが、０°≦Ａ≦４５°となっているので、反射光は、ロッドレンズアレイ３０の入射面３０Ａに入射しない方向（矢印Ｂ方向）へ進む。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置される第１の電極パッドと、
前記基板上に配置され、発光部を備えた発光チップと、
前記発光チップからの光を結像させる光学系と、
前記発光チップの表面にあって前記光学系の開口角の範囲内に配置される第２の電極パッドと、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとを接続し、前記第２の電極パッドへ向けて延びる前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度を、前記発光部で発光して前記先端側線部の表面で反射した反射光が前記光学系の入射面に入射しない範囲での傾斜角度としたボンディングワイヤと、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度を、前記発光部で発光して前記先端側線部の表面で反射した反射光が前記光学系の入射面に入射する範囲での傾斜角度より小さい傾斜角度としたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度Ａが、０°≦Ａ≦４５°であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光チップが複数の前記発光部を備えた発光アレイチップであり、前記発光アレイチップが前記基板上に互い違いに複数配列され、前記第２の電極パッドが隣接する他の前記発光アレイチップの前記発光部と近接位置に配置されると共に、前記ボンディングワイヤが隣接する他の前記発光アレイチップの前記発光部とは反対側に延在することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光チップが自己走査型ＬＥＤアレイチップであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記ボンディングワイヤを前記第１の電極パッドにボンディングした後に前記第２の電極パッドにボンディングを行っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部を備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置においては、ＬＥＤアレイチップと基板とがボンディングワイヤにより接続されるものがある。このような発光装置では、反射光の影響を防ぐために、例えば、ＬＥＤアレイチップ上のボンディング部を光学系が見込む範囲外に配置した状態としている場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この従来の発光装置では、ボンディング部を光学系が見込む範囲外に配置するので、ＬＥＤアレイチップが大きくなる。
【特許文献１】特開平１１−２１６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、反射光の影響を防ぎながら、発光チップの小型化を図る発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載する本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に配置される第１の電極パッドと、前記基板上に配置され、発光部を備えた発光チップと、前記発光チップからの光を結像させる光学系と、前記発光チップの表面にあって前記光学系の開口角の範囲内に配置される第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとを接続し、前記第２の電極パッドへ向けて延びる前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度を、前記発光部で発光して前記先端側線部の表面で反射した反射光が前記光学系の入射面に入射しない範囲での傾斜角度としたボンディングワイヤと、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載する本発明の発光装置によれば、発光チップでは発光部が発光し、この光が光学系を介して結像される。発光部からの光は、その一部がボンディングワイヤに当るが、反射光は、光学系の入射面に入射しない方向へ進む。
【０００７】
請求項２に記載する本発明の発光装置は、請求項１記載の構成において、前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度を、前記発光部で発光して前記先端側線部の表面で反射した反射光が前記光学系の入射面に入射する範囲での傾斜角度より小さい傾斜角度としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載する本発明の発光装置によれば、発光部からの光は、その一部がボンディングワイヤに当るが、先端側線部の表面における、光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度を、発光部で発光して先端側線部の表面で反射した反射光が光学系の入射面に入射する範囲での傾斜角度より小さい傾斜角度としたので、反射光は、光学系の入射面に入射しない方向へ進む。
【０００９】
請求項３に記載する本発明の発光装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記先端側線部の表面における、前記光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度Ａが、０°≦Ａ≦４５°であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載する本発明の発光装置によれば、先端側線部の表面における、光学系の軸方向に垂直な面に対する傾斜角度Ａが、０°≦Ａ≦４５°となっており、発光部からの光の一部がボンディングワイヤに当っても、反射光は、光学系の入射面に入射しない方向へ進む。
【００１１】
請求項４に記載する本発明の発光装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の構成において、前記発光チップが複数の前記発光部を備えた発光アレイチップであり、前記発光アレイチップが前記基板上に互い違いに複数配列され、前記第２の電極パッドが隣接する他の前記発光アレイチップの前記発光部と近接位置に配置されると共に、前記ボンディングワイヤが隣接する他の前記発光アレイチップの前記発光部とは反対側に延在することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載する本発明の発光装置によれば、複数の発光アレイチップにおけるそれぞれ複数の発光部が発光し、これらの光が光学系を介して結像される。発光部からの光は、その一部が隣接する発光アレイチップの第２の電極パッドに接続されるボンディングワイヤに当るが、反射光は、光学系の入射面に入射しない方向へ進む。
【００１３】
請求項５に記載する本発明の発光装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の構成において、前記発光チップが自己走査型ＬＥＤアレイチップであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載する本発明の発光装置によれば、発光チップが自己走査型ＬＥＤアレイチップとなっており、ボンディングワイヤの数が少ないので、ボンディングワイヤを反射する光も少ない。
【００１５】
請求項６に記載する本発明の発光装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の構成において、前記ボンディングワイヤを前記第１の電極パッドにボンディングした後に前記第２の電極パッドにボンディングを行っていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載する本発明の発光装置によれば、ボンディングワイヤを第１の電極パッドにボンディング（ファーストボンド）した後に、第２の電極パッドにボンディング（セカンドボンド）しているため、第２の電極パッド上にＢＡＬＬ部ができず、ＢＡＬＬ部で反射する光がないので、ＢＡＬＬ部による反射光の影響がなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の発光装置によれば、反射光の影響を防ぎながら、発光チップの小型化を図ることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における発光装置の第１の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１には、発光装置としてのＬＥＤプリントヘッド２０が適用される画像形成装置１０が示されており、この画像形成装置１０は、いわゆるタンデム式の画像形成装置とされている。画像形成装置１０は、略水平に掛け渡された中間転写ベルト１２を備えており、中間転写ベルト１２の下方には、それぞれ異なる現像色に対応した４個の画像形成部１４が配置されている。
【００２０】
画像形成部１４の下方には、用紙トレイ１１が設けられ、用紙トレイ１１の給紙側から上方に延びる搬送路１３は、中間転写ベルト１２に接する二次転写部１５、定着器を備えた定着部１７を経て、排出口に至っており、排出口の外側が排紙トレイ１９となっている。
【００２１】
各画像形成部１４は、感光体１６、帯電器１８、発光装置としてのＬＥＤプリントヘッド２０、現像器４０、及びクリーナ４２を備えている。
【００２２】
感光体１６は、その外周面が円筒状とされた受光面１６Ａとされており、この受光面１６Ａに、静電潜像を形成可能とされている。受光面１６Ａは、現像器４０よりも感光体回転方向（矢印Ｒ方向）の下流側で中間転写ベルト１２に接触している。
【００２３】
図２に示されるように、発光装置としてのＬＥＤプリントヘッド２０は、長尺状のベース部材２１を備え、このベース部材２１にレンズホルダ２３が取り付けられている。図３に示されるように、ベース部材２１には、プリント基板２２が取り付けられ、プリント基板２２上には、第１の電極パッドとしての第１ボンディングパッド２４が配置されると共に、発光アレイチップとしてのＬＥＤアレイチップ２６が配置されている。ＬＥＤアレイチップ２６は、ベース部材２１の長手方向（図２の矢印Ｍ方向）に沿って表面２６Ａ側に１次元配列された複数個の発光部としてのＬＥＤ２８を備えており、このＬＥＤ２８は、解像度に応じた画素数（ドット数）の数だけ設けられている。
【００２４】
プリント基板２２には、ＬＥＤアレイチップ２６（各ＬＥＤ２８）の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されており、１ライン分の画像データを順次処理できるようになっている。
【００２５】
ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａの対向位置には、ベース部材２１の長手方向（図２の矢印Ｍ方向）と同方向に沿って集光レンズ（光学系）としてのロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）３０がレンズホルダ２３に装着されて配置され、ＬＥＤアレイチップ２６のＬＥＤ２８からの光を感光体１６に結像させるようになっている。ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａにあってロッドレンズアレイ３０の開口角Ｋの範囲内には、第２の電極パッドとしての第２ボンディングパッド３２が配置されている。第２ボンディングパッド３２は、Ａｌをスパッタリング等により薄膜形成したものであり、膜厚は２〜３μｍとされる。
【００２６】
第１ボンディングパッド２４と第２ボンディングパッド３２とは、金線からなるボンディングワイヤ３４によって接続されている。本実施形態では、ボンディングワイヤ３４を第１ボンディングパッド２４にボンディング（ファーストボンド）した後に、第２ボンディングパッド３２にボンディング（セカンドボンド）を行っている。ボンディングは、プリント基板２２やＬＥＤアレイチップ２６を加熱した後にボンディングワイヤ３４に荷重を加えることにより行う。
【００２７】
ここで、ボンディングワイヤ３４を第１ボンディングパッド２４にボンディング（ファーストボンド）した後に、第２ボンディングパッド３２にボンディング（セカンドボンド）しているため、第２ボンディングパッド３２上にＢＡＬＬ部ができず、ＢＡＬＬ部で反射する光がないので、ＢＡＬＬ部による反射光の影響がなくなる。
【００２８】
第２ボンディングパッド３２へ向けて延びるボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（本実施形態では、ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａと同じ）に対する傾斜角度Ａは、ＬＥＤ２８で発光して先端側線部３４Ａの表面で反射した反射光がロッドレンズアレイ３０の入射面３０Ａに入射しない範囲での傾斜角度（反射光がロッドレンズアレイ３０の入射面３０Ａに入射する範囲での傾斜角度より小さい傾斜角度）とされている。本実施形態では、先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａ）に対する傾斜角度Ａは、０°≦Ａ≦４５°となっている。なお、ボンディングワイヤ３４の第２ボンディングパッド３２へのボンディングは、ファーストボンドとするよりもセカンドボンドとしたほうが、傾斜角度Ａを０°≦Ａ≦４５°としやすい。
【００２９】
ここで、ボンディングワイヤ３４を反射した反射光がロッドレンズアレイ３０を透過する迷光量について、傾斜角度Ａを変化させてシミュレートした結果を図４及び図５に示す。図４は、発光点（ＬＥＤ２８）からｗｉｒｅ（ボンディングワイヤ３４）までの距離Ｌ（図３参照）が異なる５パターンについての結果であり、横軸をｗｉｒｅ角度Ａ（傾斜角度Ａ）とし、縦軸を迷光量とした。図５は、ｗｉｒｅ径（ボンディングワイヤ３４の径）が異なる３パターンについての結果であり、横軸をｗｉｒｅ角度Ａ（傾斜角度Ａ）とし、縦軸を迷光量とした。図４及び図５に示されるように、ｗｉｒｅ角度Ａ（傾斜角度Ａ）が４５°を超えると迷光が急増することが分かる。
【００３０】
すなわち、０°≦Ａ≦４５°に設定すれば、発光点（ＬＥＤ２８）からｗｉｒｅ（ボンディングワイヤ３４）までの距離Ｌ（図３参照）を短く設定したり、ｗｉｒｅ径（ボンディングワイヤ３４の径）を多少太く設定しても、反射光の影響を防ぐことができ、画像筋のない画像を得ることが可能になる。
【００３１】
次に、第１の実施形態におけるＬＥＤプリントヘッド２０の作用を説明する。
【００３２】
図３に示されるＬＥＤアレイチップ２６ではＬＥＤ２８が発光し、この光がロッドレンズアレイ３０を介して結像される。ＬＥＤ２８からの光は、その一部がボンディングワイヤ３４に当るが、ボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（ＬＥＤアレイチップ２６の表面２６Ａ）に対する傾斜角度Ａが０°≦Ａ≦４５°であるので、反射光は、ロッドレンズアレイ３０の入射面３０Ａに入射しない方向（矢印Ｂ方向等）へ進む。
【００３３】
このように、第２ボンディングパッド３２及びボンディングワイヤ３４の一部がロッドレンズアレイ３０の開口角Ｋの範囲内にあっても、反射光の影響を防ぐことができるので、ＬＥＤアレイチップ２６の小型化を図ることができる。
【００３４】
次に、発光装置の第２の実施形態を図６及び図７に基づき説明する。なお、第１の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図６に示されるように、プリント基板２２上には、複数の発光アレイチップとしてのＬＥＤアレイチップ２７が長手方向の端部が一部重なり合うようにして、互い違いに２列で配列されている。本実施の形態では、ＬＥＤアレイチップ２７として自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Ｓｅｌｆ−ｓｃａｎｎｉｎｇ  ＬＥＤ）アレイチップを使用する。ＳＬＥＤアレイは、スイッチのオン・オフタイミングを二本の信号線によって、選択的に発光させることができるため、データ線を共通化することができ、配線の簡素化が可能となる。ＳＬＥＤアレイについては、例えば、特開平８−２１６４４８号公報に開示されたものを適用することができる。
【００３６】
各々のＬＥＤアレイチップ２７には、長手方向に複数個のＬＥＤ２８が配置され、このＬＥＤ２８を順次シリアルに点灯させるための転送サイリスタ２９が内蔵されている。ＬＥＤアレイチップ２７におけるＬＥＤ２８の配列方向の両端部寄りには、第２の電極パッドとしての第２ボンディングパッド３２が配置され、プリント基板２２上の第１ボンディングパッド２４とＬＥＤアレイチップ２７上の第２ボンディングパッド３２とがボンディングワイヤ３４によって接続されている。
【００３７】
この自己走査型ＬＥＤでは電極となる第２ボンディングパッド３２の数を従来のＬＥＤチップより大幅に少なくすることが可能となる。このため、第２ボンディングパッド３２をＬＥＤアレイチップ２７におけるＬＥＤ２８の配列方向の端部に集中させることができ、チップサイズの小型化が可能となるので、１ウエハから採れるチップの数を大幅に増加させて、１チップ当たりのコストを下げることができる。また、第２ボンディングパッド３２の数に対応してボンディングワイヤ３４の数も少なくなるので、ボンディングワイヤ３４を反射する光も少なくなる。
【００３８】
しかし、第２ボンディングパッド３２が配置された位置にはＬＥＤ２８がないため、感光体１６（図１参照）の移動方向に対して直角な方向に隙間なく露光を行なうためには、ＬＥＤアレイチップ２７の第２ボンディングパッド３２が配置された部分を、隣接するＬＥＤアレイチップ２７のＬＥＤ２８と重ね合わせて配置する必要がある。このため、第２ボンディングパッド３２が隣接する他のＬＥＤアレイチップ２７のＬＥＤ２８と近接位置に配置されることになり、図７に示されるように、第２ボンディングパッド３２は、ＬＥＤアレイチップ２７の表面２７Ａでロッドレンズアレイ３０の開口角Ｋの範囲内に配置される。ボンディングワイヤ３４は、隣接する他のＬＥＤアレイチップ２７のＬＥＤ２８とは反対側に延在している。
【００３９】
なお、ＬＥＤ２８がロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬからずれるに従って集光性能が劣化（レンズ径の濃度むらが発生）し、このようなずれは、画像乱れに繋がるため、隣接するＬＥＤアレイチップ２７間の距離はできるだけ小さくする必要があり、０．２ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００４０】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ボンディングワイヤ３４を第１ボンディングパッド２４にボンディング（ファーストボンド）した後に、第２ボンディングパッド３２にボンディング（セカンドボンド）しており、第２ボンディングパッド３２へ向けて延びるボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（本実施形態では、ＬＥＤアレイチップ２７の表面２７Ａと同じ）に対する傾斜角度Ａは、０°≦Ａ≦４５°となっている。
【００４１】
次に、第２の実施形態におけるＬＥＤプリントヘッド２０の作用を説明する。
【００４２】
複数のＬＥＤアレイチップ２７におけるそれぞれ複数のＬＥＤ２８（図６参照）が発光し、これらの光がロッドレンズアレイ３０を介して結像される。ＬＥＤ２８からの光は、その一部が隣接するＬＥＤアレイチップ２７の第２ボンディングパッド３２に接続されるボンディングワイヤ３４に当るが、ボンディングワイヤ３４は、ＬＥＤ２８とは反対側に延在してボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（ＬＥＤアレイチップ２７の表面２７Ａ）に対する傾斜角度Ａが０°≦Ａ≦４５°であるので、反射光は、ロッドレンズアレイ３０の入射面３０Ａに入射しない方向（矢印Ｂ方向等）へ進む。
【００４３】
上記実施形態の作用を確認するために、以下に示す実施例に係るＬＥＤプリントヘッド（以下、単に実施例という）と比較例に係るＬＥＤプリントヘッド（以下、単に比較例という）との比較実験を行った。
【００４４】
実施例は、第２の実施形態と同様の構成であり、ボンディングワイヤ３４の先端側線部３４Ａの表面における、ロッドレンズアレイ３０の中心軸ＣＬ方向に垂直な面３６（ＬＥＤアレイチップ２７の表面２７Ａ）に対する傾斜角度Ａを、Ａ＝３５°に設定した。比較例は、前記傾斜角度ＡをＡ＝５５°に設定した点を除いては、実施例と同様の構成である。
【００４５】
実施例及び比較例のＬＥＤ２８を発光させ、ロッドレンズアレイ３０を通過後の光について、ＣＣＤを通して写真撮影した。実験結果を図８に示す。比較例では、図８（Ｂ）に示されるように、迷光が発生しているのに対して、実施例では、図８（Ａ）に示されるように、迷光が発生していないことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドが適用される画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッド等を示す端面図である。（図２の３−３線端面に相当する図である。）
【図４】傾斜角度Ａによる迷光量の違いをシミュレートした結果を示すグラフである。（発光点からｗｉｒｅまでの距離が異なる５パターンを示す。）
【図５】傾斜角度Ａによる迷光量の違いをシミュレートした結果を示すグラフである。（ｗｉｒｅ径が異なる３パターンを示す。）
【図６】本発明の第２の実施形態におけるプリント基板上のＬＥＤアレイチップの配置等を示す配置図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドを示す端面図である。（図６の７−７線端面に相当する図である。）
【図８】実験例の結果を示す写真である。図８（Ａ）は、実施例の場合を示す。図８（Ｂ）は、比較例の場合を示す。
【符号の説明】
【００４７】
２０    ＬＥＤプリントヘッド（発光装置）
２２    プリント基板（基板）
２４    第１ボンディングパッド（第１の電極パッド）
２６    ＬＥＤアレイチップ（発光アレイチップ（発光チップ））
２６Ａ  ＬＥＤアレイチップの表面（発光チップの表面）
２７    ＬＥＤアレイチップ（発光アレイチップ（発光チップ））
２７Ａ  ＬＥＤアレイチップの表面（発光チップの表面）
２８    ＬＥＤ（発光部）
３０    ロッドレンズアレイ（光学系）
３０Ａ  入射面
３２    第２ボンディングパッド（第２の電極パッド）
３４    ボンディングワイヤ
３４Ａ  先端側線部
３６    ロッドレンズアレイの中心軸方向に垂直な面（光学系の軸方向に垂直な面）
Ａ      傾斜角度
Ｋ      開口角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006269544.tif 000008
【図７】
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【図８】
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